有氧、抗阻运动对衰老小鼠骨骼肌TGF-β1_Smad3信号通路及胶原蛋白的影响

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1、2018届研究生硕士学位论文学校代码：10269学号：51151000024有氧、抗阻运动对衰老小鼠骨骼肌TGF-β1/Smad3信号通路及胶原蛋白的影响院系：体育与健康学院专业：运动人体科学研究方向：运动与适应指导教师：陈彩珍教授论文作者：徐利斯2018年5月30日Dissertationformaster’sdegree2018UniversityCode：10269StudentCode:51151000024EastChinaNormalUniversityEffectofAerobicandResistanceExerciseonTGF-β1/Smad3Signal

2、PathwayandCollageninSkeletalMuscleofAgingMiceDepartment:CollegeofPhysicalEducationandHealthMajor:KinesiologyResearchField:SportsandAdaptionSupervisor:ProfessorChenCaizhenAuthor:XuLisiCompletedinMay，2018徐利斯硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名职称单位备注刘微娜副教授华东师范大学主席李海鹏副教授浙江工业大学漆正堂高级工程师华东师范大学华东师范大学硕士学位论文论文摘要背景：占身体总

3、重量40%以上的骨骼肌对于维持机体平衡，保证基本的身体活动至关重要。然而，研究表明伴随衰老，骨骼肌细胞外基质中胶原蛋白的更新减少、胶原蛋白含量增加、胶原蛋白交联积累致使骨骼肌细胞外基质中胶原蛋白沉积，导致骨骼肌卫星细胞激活程度降低以及趋化迁移能力减弱，从而潜在地影响骨骼肌重塑。TGF-β1/Smad3信号通路可影响下游因子CTGF，正向调节胶原蛋白的合成和沉积。研究表明TGF-β1的蛋白表达随年龄增加而增加，而规律运动可显著改善胶原蛋白沉积、促进骨骼肌卫星细胞的激活。然而，运动是否通过抑制TGF-β1/Smad3信号通路及其下游因子CTGF，抑制胶原蛋白的合成，改善胶原蛋白沉

4、积，促进卫星细胞的激活，仍有待进一步研究。目的：本研究旨在探讨TGF-β1/Smad3信号通路及其下游因子CTGF在胶原蛋白沉积中的作用及其分子机制，并进一步探究运动对骨骼肌TGF-β1/Smad3信号通路及其胶原蛋白沉积的影响，以期为胶原蛋白增龄性变化导致的骨骼肌系统疾病提供可选择的运动干预手段，也可为骨骼肌卫星细胞激活乃至骨骼肌重塑提供新的研究视角。方法：BALB/c健康雄性小鼠21只，在标准条件下从4周龄正常饲养到36周龄，随机分为3组，包括：安静对照组（C组）；有氧运动训练组（A组），接受9周的无负重跑台训练；抗阻运动训练组（R组），接受9周的尾部负重爬梯运动训练。在

5、实验过程中每周固定时间称量小鼠体重并测量小鼠四肢抓握力。最后一次训练干预结束24h，称量小鼠体重并颈椎脱臼处死小鼠，取两侧股四头肌组织。采用Real-timePCR技术检测小鼠股四头肌TGF-β1、TβRI、Smad3、CTGF、Pax7、COL1、COL3的mRNA水平。采用Westernblotting技术检测小鼠股四头肌组织中TGF-β1、Smad3、P-Smad3、CTGF、COL1、COL3、Pax7、MyoD的蛋白水平。采用天狼星I华东师范大学硕士学位论文红染色技术检测小鼠股四头肌组织中胶原蛋白的沉积状况。分别采用免疫组化技术和免疫荧光技术检测小鼠股四头肌组织中C

6、OL1和Pax7的定位和表达情况。结果：（1）与C组相比，A组小鼠体重显著升高（P<0.05），股四头肌湿重/体重的比值显著增加（P<0.05），四肢相对抓握力无显著性变化；与C组相比，R组小鼠体重出现一定程度增加但无显著性差异，股四头肌湿重/体重的比值极显著增加（P<0.01），四肢相对抓握力显著增加（P<0.05）；与A组相比，R组小鼠体重、股四头肌湿重/体重和四肢相对抓握力均未见显著性差异。（2）与C组相比，A组小鼠股四头肌COL1和COL3的mRNA及蛋白表达均无显著差异，且在胶原蛋白容积分数方面也无显著性变化；与C组相比，R组小鼠股四头肌COL1和COL3的mRNA

7、及蛋白表达均显著下降（P＜0.05），且胶原蛋白容积分数显著降低（P＜0.05），胶原蛋白沉积减少；与A组相比，R组小鼠股四头肌胶原蛋白容积分数、COL1和COL3的mRNA及蛋白表达均无显著差异。（3）与C组相比，A组小鼠股四头肌组织中TGF-β1、TβRI和Smad3的mRNA水平均无显著性差异，CTGF的mRNA水平显著下降（P<0.05），TGF-β1和CTGF的蛋白表达显著下降（P＜0.05），Smad3、p-Smad的蛋白表达及p-Smad3/Smad3的比值无显著变化；与C组相比，R组小鼠